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申请/专利权人：国科大杭州高等研究院

摘要：本发明提供一种基于FPGA的卫星无拖曳控制方法及其系统，包括以下步骤：步骤一，无拖曳控制器收来自卫星综合平台信息总控管理器的各路数据；步骤二，将数据接收模块接收的数据进行解析，通过并行控制传递给数据滤波模块进行滤波处理；步骤三，构建无拖曳控制算法模块，通过其解算，输出推力和静电力；步骤四，将无拖曳控制模块输出的推力和静电力与经过计算机模拟仿真输出的值进行对比，进行验证与测试；步骤五，测试通过，则用步骤三中的推力和静电力作为数据发送模块的数据源，将推力值通传递给微推力器，静电力传递给卫星综合平台信息总控管理器。本发明解决了现有技术存在的实时性差、可移植性差、开发周期长、开发灵活性差的问题。

主权项：1.一种基于FPGA的卫星无拖曳控制方法，包括以下步骤：步骤一，基于FPGA的无拖曳控制器与卫星综合平台信息总控管理器进行通讯，接收来自卫星综合平台信息总控管理器的各路数据；步骤二，基于FPGA的无拖曳控制器将数据接收模块接收的数据进行解析，通过并行控制传递给数据滤波模块进行滤波处理，得到19路的自由度变量，并将16位的时间数据和外部时钟生成的秒脉冲信号进行同步，导入到时间同步单元进行同步操作；步骤三，在基于FPGA的无拖曳控制器中构建无拖曳控制算法模块，以滤波后的19路的自由度变量作为输入，通过无拖曳控制算法模块解算，输出推力和静电力；步骤四，经过计算机模拟仿真给定相同的数据输入，将无拖曳控制算法模块输出的推力和静电力与经过计算机模拟仿真输出的值进行对比，对无拖曳控制器进行验证与测试；步骤五，步骤四中无拖曳控制器板卡测试通过，则用步骤三中的推力和静电力作为数据发送模块的数据源，基于FPGA的无拖曳控制器将推力值传递给微推力器、静电力传递给卫星综合平台信息总控管理器，完成对于电容传感的控制；其中，无拖曳控制算法模块包含无拖曳控制回路算法模块、姿态控制回路算法模块和静电悬浮控制回路模块，无拖曳控制回路算法模块在无延时情况下x1x2控制器使用频率预畸变双线性变换法，其中x1，x2控制器分别指测试质量1及测试质量2在x轴方向上的无拖曳回路控制器，z1控制器使用双线性变换法，其中z1控制器分别指测试质量1在z轴方向上的无拖曳回路控制器，最终得到的控制器系统传递函数分别为：x1x2 其中，K1为x1x2控制器的系统传递函数，分子、分母部分分别为输出、输入的拉普拉斯变换，其中S1为z1 K2为z1控制器的系统传递函数，分子、分母部分分别为输出、输入的拉普拉斯变换。其中的姿态控制回路控制器直接使用双线性变换离散化。最终得到的无延时情况下控制器系统传递函数分别为：txtytzte K3为txtytzte控制器的系统传递函数，分子、分母部分分别为输出、输入的拉普拉斯变换。其中的静电悬浮回路中在无延时情况下，y1y2回路使用频率预畸变双线性变换法，z2回路使用双线性变换法离散化。其中y1，y2控制器分别指测试质量1及测试质量2在y轴方向上的静电悬浮回路控制器。其中z2控制器指测试质量2在z轴方向上的静电悬浮回路控制器。其余方向皆使用频率预畸变双线性变换法离散化，最终得到的控制器系统传递函数分别为：y1y2 K4为y1y2控制器的系统传递函数，分子、分母部分分别为输出、输入的拉普拉斯变换。.z2 K5为z2控制器的系统传递函数，分子、分母部分分别为输出、输入的拉普拉斯变换。

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